Chimie Cours Compagnon Pcsi

Description

Optimisez votre préparation aux concours avec ce manuel de référence regroupant l’essentiel du cours et des exercices corrigés pour une réussite totale.

Sommaire

Un support pédagogique complet pour la réussite en PCSI

D’abord, Kevin Moris rédige Chimie cours compagnon PCSI, un outil de travail indispensable pour la première année de classe préparatoire. En effet, cet ouvrage efficace accompagne l’élève tout au long de l’année en couvrant l’intégralité du programme officiel. Justement, la structure claire et rigoureuse permet d’assimiler facilement les concepts de la chimie générale et organique. De plus, chaque chapitre propose un cours synthétique qui va droit à l’essentiel pour optimiser le temps. Ainsi, ce format facilite grandement les révisions intensives avant les colles et les concours. Alors, la clarté des explications théoriques et la qualité des schémas aident à surmonter les difficultés. En somme, ce livre s’impose comme un allié précieux pour maîtriser les bases de la chimie moderne.

Méthodologie et exercices corrigés pour un entraînement optimal

D’une part, ce manuel construit son originalité sur une approche pratique et méthodique de la discipline. Précisément, l’auteur met l’accent sur l’acquisition des savoir-faire techniques indispensables face aux énoncés. Ensuite, l’ouvrage propose une vaste sélection d’exercices d’application et d’approfondissement ciblés. Parallèlement, toutes les questions bénéficient de solutions entièrement détaillées dans les pages finales. Effectivement, ces corrections explicitent la démarche intellectuelle à adopter plutôt que de donner un simple résultat. Aussi, cette méthode transparente permet à l’étudiant d’identifier ses erreurs et de progresser en autonomie. Justement, l’entraînement régulier sur ces exercices types s’avère payant pour les examens. Bref, cette gymnastique intellectuelle apporte la rapidité et la précision exigées lors des épreuves écrites.

Une couverture exhaustive des thématiques du programme

D’autre part, l’ouvrage traite avec précision les grands thèmes de la PCSI, de la matière à la thermodynamique. Concrètement, les sections sur la cinétique et les équilibres en solution offrent une compréhension profonde des mécanismes. Puis, la partie dédiée à la chimie organique guide l’étudiant dans l’apprentissage des nomenclatures et des stéréoisométries. De plus, les chapitres détaillent les mécanismes réactionnels fondamentaux pour structurer le raisonnement. Alors, l’intégration de fiches méthodes synthétiques en fin d’ouvrage permet de réviser rapidement les techniques de calcul. Notamment, ces annexes récapitulent les formalismes spécifiques comme les déplacements d’électrons à l’aide de flèches. De fait, cette grande polyvalence thématique transforme le livre en un investissement durable pour l’étudiant. En conclusion, ce volume prépare solidement les candidats aux exigences des études supérieures en sciences chimiques.

Caractéristiques

• Titre : Chimie cours compagnon PCSI

• Auteur : Kevin Moris, Philippe Hermann, Yves Le Gal

• Éditeur : Dunod

• Format : Broché

• Nombre de pages : 465 pages

• Date de parution : 26 août 2009

• Dimensions : 19,3 x 26,5 x 2,5 cm

• Collection : J’intègre

• ISBN-13 : 9782100530212

Kévin Moris, Philippe Hermann, Yves Le Gal

Envoi soigné et Déposé en 48h (jours ouvrables) Edition Dunod 19,3 x 26,5 x 2,5 cm 465 pages Dépot légal:2009 Bon état : usure des bords

Résumé

L’architecture de l’atome et la classification périodique

D’abord, le manuel débute par l’étude fondamentale des configurations électroniques.

En effet, les auteurs détaillent la structure quantique de l’atome d’hydrogène.

Justement, ils introduisent ensuite les nombres quantiques indispensables pour comprendre les orbitales.

De plus, le cours traite des atomes polyélectroniques de manière très rigoureuse.

Ainsi, on y apprend à construire le schéma de Lewis des atomes neutres.

Alors, le cas des ions est aussi abordé avec une grande précision.

Ensuite, le deuxième chapitre présente la classification périodique des éléments chimiques.

Effectivement, les propriétés atomiques évoluent de façon prévisible dans les lignes et colonnes.

C’est pourquoi, cette base théorique s’avère essentielle pour la suite du programme de PCSI.

En somme, chaque section se termine par des exercices de synthèse particulièrement efficaces.

Structure moléculaire et cinétique chimique macroscopique

D’une part, la liaison chimique selon Lewis constitue le troisième pilier de l’ouvrage.

Précisément, les règles VSEPR permettent de prévoir avec succès la géométrie des molécules.

Parallèlement, le passage à la cinétique chimique marque une étape importante du cours.

Ensuite, on étudie la vitesse des réactions au niveau purement macroscopique.

De fait, plusieurs facteurs physiques influencent la rapidité d’une transformation chimique donnée.

Alors, le cours expose clairement les lois de vitesse et la cinétique formelle.

Justement, la détermination expérimentale des ordres de réaction bénéficie d’explications limpides.

Aussi, les exercices d’approfondissement stimulent la réflexion des futurs ingénieurs.

D’ailleurs, des schémas pertinents illustrent les concepts les plus complexes du programme.

Bref, cette partie technique prépare idéalement les étudiants aux séances de travaux pratiques.

Mécanismes réactionnels et fondamentaux de la chimie organique

D’autre part, l’ouvrage explore la cinétique sous un angle microscopique précis.

Concrètement, les actes élémentaires définissent les mécanismes réactionnels réels des systèmes.

Puis, la chimie organique occupe une place centrale dans ce compagnon d’étude.

Justement, le livre présente la nomenclature officielle et la représentation des molécules.

De plus, la stéréochimie analyse finement les isomères de constitution et de configuration.

Alors, on découvre les particularités de la réactivité en chimie organique moderne.

Effectivement, les effets stéréoélectroniques influencent fortement les résultats des expériences.

Notamment, l’étude de la réactivité de la liaison double $C=C$ est traitée avec soin.

Ainsi, les réactions d’addition électrophile sont détaillées pour chaque cas de figure.

En conclusion, des fiches méthodes guident l’étudiant pour dessiner les flèches des mécanismes.

Équilibres en solution aqueuse et thermodynamique chimique

Pour finir, une grande partie du livre se dédie à la chimie des solutions aqueuses.

En effet, les équilibres acido-basiques font l’objet d’un traitement très complet.

Justement, l’étudiant y apprend à calculer le pH de diverses solutions complexes.

De même, les réactions de complexation et de précipitation sont analysées rigoureusement.

Puis, l’oxydoréduction introduit la notion de potentiel d’électrode et de pile.

Dès lors, la relation de Nernst devient un outil de calcul numérique indispensable.

Par la suite, la thermodynamique chimique étudie les transferts thermiques lors des réactions.

Aussi, les grandeurs molaires standard permettent de modéliser les transformations réelles.

Enfin, la cristallographie décrit l’organisation géométrique de la matière solide.

Globalement, ce manuel constitue un véritable guide de référence pour réussir les concours.

Table des matières

:1. Configurations électroniques… 1

1.1 Structure d’un atome… 1

1.2 Cas de l’atome d’hydrogène… 2

1.3 Les nombres quantiques… 2

1.4 Atomes polyélectroniques… 3

1.5 Schéma de Lewis des atomes… 5

1.6 Cas des ions… 6

Synthèse… 6

Exercices d’application… 7

Exercices d’approfondissement… 7

Solutions des exercices… 8

2. Classification périodique des éléments… 12

2.1 Présentation rapide… 13

2.2 Évolution de quelques propriétés atomiques… 14

Synthèse… 16

Exercices d’application… 17

Exercices d’approfondissement… 17

Solutions des exercices… 19

3. Schémas de Lewis des molécules. Règles VSEPR… 21

3.1 La liaison chimique selon Lewis… 21

3.2 Représentation de Lewis… 23

3.3 Prévision de la géométrie de molécules… 28

Synthèse… 30

Exercices d’application… 31

Exercices d’approfondissement… 31

Solutions des exercices… 34

4. La cinétique du point de vue macroscopique… 38

4.1 Vitesses en cinétique chimique… 39

4.2 Facteurs influençant la vitesse de réaction… 42

4.3 Lois de vitesse et cinétique formelle… 47

4.4 Détermination expérimentale des ordres… 52

Synthèse… 57

Exercices d’application… 59

Exercices d’approfondissement… 61

Solutions des exercices… 64

5. La cinétique du point de vue microscopique… 73

5.1 Actes élémentaires… 73

5.2 Mécanismes réactionnels… 80

Synthèse… 89

Exercices d’application… 90

Exercices d’approfondissement… 93

Solutions des exercices… 95

6. Représentation et nomenclature des molécules organiques… 103

6.1 Représentation des molécules… 103

6.2 Nomenclature des molécules… 108

Synthèse… 112

Exercices d’application… 113

Exercices d’approfondissement… 113

Solutions des exercices… 115

7. Stéréochimie des molécules organiques… 117

7.1 Stéréochimie et isomérie… 117

7.2 Isomérie de constitution… 119

7.3 Stéréo-isomérie de conformation… 120

7.4 Stéréo-isomérie de configuration… 125

Synthèse… 134

Exercices d’application… 135

Exercices d’approfondissement… 136

Solutions des exercices… 139

8. Introduction à la réactivité organique… 143

8.1 Particularités des réactions en chimie organique… 143

8.2 Effets stéréoélectroniques… 145

8.3 Contrôle cinétique, contrôle thermodynamique (option PC)… 150

8.4 Sélectivité d’une réaction chimique… 150

Synthèse… 153

Exercices d’application… 154

Solutions des exercices… 155

9. Réactivité de la liaison double C=C… 157

9.1 Présentation des alcènes et de leur dérivés… 157

9.2 Réactions d’addition électrophile… 159

9.3 Réactions d’addition radicale… 166

9.4 Réaction d’ozonolyse… 168

Synthèse… 170

Exercices d’application… 171

Exercices d’approfondissement… 172

Solutions des exercices… 174

10. Organomagnésiens mixtes… 181

10.1 Présentation des organomagnésiens mixtes… 181

10.2 Propriétés basiques des organomagnésiens… 184

10.3 Réactions d’additions nucléophiles… 186

10.4 Réactions de substitution nucléophile… 191

Synthèse… 193

Exercices d’application… 194

Exercices d’approfondissement… 195

Solutions des exercices… 197

11. Réactivité de la liaison simple C–X… 203

11.1 Présentation des dérivés halogénés… 203

11.2 Réactions de substitution nucléophile… 205

11.3 Réactions d’élimination… 210

11.4 Comparaison SN/E… 215

Synthèse… 216

Exercices d’application… 217

Exercices d’approfondissement… 218

Solutions des exercices… 220

12. Réactivité de la liaison simple C–O… 228

12.1 Présentation des composés à liaison C–O… 228

12.2 Synthèse de Williamson des étheroxydes… 231

12.3 Synthèse de dérivés halogénés… 232

12.4 Synthèse de dérivés éthyléniques… 235

Synthèse… 237

Exercices d’application… 238

Exercices d’approfondissement… 239

Solutions des exercices… 240

13. Réactivité de la liaison simple C–N… 245

13.1 Présentation des composés à liaison C–N… 245

13.2 Basicité des amines… 248

13.3 Réactivité nucléophile : alkylation… 249

Synthèse… 250

Exercices d’application… 251

Exercices d’approfondissement… 252

Solutions des exercices… 255

14. Équilibres acido-basiques. Détermination de l’état d’équilibre d’une solution aqueuse… 262

14.1 Définitions préliminaires… 262

14.2 Constante d’équilibre : K⁰T… 265

14.3 Quotient de réaction et constante d’équilibre… 266

14.4 Réactions acido-basiques… 267

14.5 Force d’un acide ou d’une base… 268

14.6 Couples acido-basiques de l’eau – Effet nivelant du solvant… 269

14.7 Diagrammes de prédominance et de distribution… 270

14.8 Prévision du sens d’échange du proton… 271

14.9 Calculs de pH… 274

14.10 Application à un dosage acido-basique… 284

Synthèse… 287

Exercices d’application… 289

Exercices d’approfondissement… 289

Solutions des exercices… 292

15. Les réactions de complexation… 297

15.1 Échange de cations et d’anions… 297

15.2 Constantes d’équilibre… 298

15.3 Diagramme de prédominance – Diagramme de distribution… 300

15.4 Prévision du sens d’échange de la particule… 302

15.5 Détermination de l’état d’équilibre d’une solution aqueuse… 303

15.6 Titrage complexométrique… 307

Synthèse… 309

Exercices d’application… 310

Exercices d’approfondissement… 311

Solutions des exercices… 314

16. Les réactions de précipitation… 320

16.1 Échange de cations et d’anions… 320

16.2 Équilibre solide / espèces en solution – constante d’équilibre… 321

16.3 Effet d’ion commun – Influence sur la solubilité… 325

16.4 Dosage par précipitation… 326

Synthèse… 327

Exercices d’application… 328

Exercices d’approfondissement… 329

Solutions des exercices… 330

17. Les réactions d’oxydo-réduction… 334

17.1 Échange d’électrons… 334

17.2 Définitions fondamentales… 335

17.3 Nombres d’oxydation… 336

17.4 Cellule électrochimique… 339

17.5 Pile électrochimique… 339

17.6 Potentiel d’électrode ou potentiel d’oxydoréduction… 340

17.7 Relation de Nernst… 341

17.8 Prévision des réactions rédox… 341

17.9 Méthode de la réaction prépondérante… 343

17.10 Calcul d’un potentiel standard inconnu… 343

17.11 Dosage rédox… 344

Synthèse… 346

Exercices d’application… 347

Exercices d’approfondissement… 349

Solutions des exercices… 351

18. Thermodynamique des systèmes chimiques… 356

18.1 Modèles d’étude des transformations… 357

18.2 États standard, grandeurs molaires standard… 359

18.3 Grandeurs standard de réaction… 362

18.4 Application : étude des transferts thermiques… 368

18.5 Formation d’un constituant physico-chimique… 371

18.6 Thermochemie de quelques transformations… 375

Synthèse… 377

Exercices d’application… 379

Exercices d’approfondissement… 381

Solutions des exercices… 383

19. Chimie quantique… 390

19.1 Retour à l’atome d’hydrogène… 390

19.2 Les espèces hydrogénoïdes… 393

19.3 Les atomes polyélectroniques… 394

19.4 Les molécules diatomiques homonucléaires… 396

Synthèse… 399

Exercices d’application… 401

Exercices d’approfondissement… 401

Solutions des exercices… 404

20. Existence des forces intermoléculaires… 409

20.1 Forces de Van der Waals… 409

20.2 Liaison hydrogène… 378

Synthèse… 418

Exercices d’application… 419

Solutions des exercices… 421

21. Éléments de cristallographie… 423

21.1 L’état solide cristallin… 423

21.2 Définitions de base… 424

21.3 Cristaux métalliques… 426

21.4 Les cristaux ioniques… 434

21.5 Les cristaux covalents… 440

21.6 Les cristaux moléculaires… 442

Fiche Méthode 1 Déplacements d’électron : le formalisme des flèches… 453

1 Règles générales… 453

2 Exemples d’applications… 454

Fiche Méthode 2 Comment écrire un mécanisme réactionnel en chimie organique… 455

1 Introduction… 455

2 L’écriture du mécanisme réactionnel… 455

Fiche Méthode 3 Méthode de la réaction prépondérante… 457

Index… 461

Quatrième de couverture

CHIMIE COURS COMPAGNON

PCSI

Les « Cours compagnon » ont été conçus pour vous accompagner tout au long de l’année et vous aider à assimiler votre cours et réussir exercices et problèmes.

Un cours qui va à l’essentiel

– Les notions du programme sont présentées de façon synthétique, en mettant l’accent sur les difficultés que vous pouvez rencontrer.

– Des encarts détaillent les méthodes incontournables, étape par étape.

– En fin de chapitre, une synthèse liste les « savoirs », les « savoir-faire » et les mots-clés.

Des tests de connaissance (QCM…) pour vous évaluer

Des exercices à difficulté progressive

• – Des exercices d’application directe du cours pour maîtriser les méthodes et mécanismes de base.
• – Des exercices d’approfondissement pour vous entraîner sur des extraits d’annales de concours.

Tous les corrigés détaillés

– Les exercices d’application et d’approfondissement sont tous intégralement corrigés pour que vous puissiez travailler en parfaite autonomie.

KEVIN MORIS

est professeur de Chimie en PCSI au lycée Vaugelas (Chambéry).

PHILIPPE HERMANN

est professeur de Chimie en PCSI au lycée Victor Hugo (Besançon).

YVES LE GALL

est professeur de Chimie en PCSI au lycée Lakanal (Sceaux).

ISBN 978-2-10-053021-2

DUNOD

www.dunod.com